ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано _______________________ | Утверждаю ______________________ |
Руководитель ООП По специальности 190601 доц. | Зав. кафедрой АТПП доц. |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ АВТОМОБИЛЕЙ И ГАРАЖНОГО ОБОРУДОВАНИЯ»
Специальность:
190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство»
Специализация:
190601Техническая эксплуатация автомобилей
Квалификация выпускника: инженер
Форма обучения: очная
Составитель: доцент каф. АТПП
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
Цели и задачи дисциплины:Цель изучения курса заключается в освоении теоретических основ и расчетных методов для решения задач в области систем гидропневмоприводов, необходимых при изучении специальных дисциплин и в инженерной деятельности.
Задачи изучения дисциплины
Инженер-автомеханик должен уметь рассчитывать и выбирать необходимое оборудование тидро - и пневмосистем, осуществлять его правильный монтаж, наладку и эксплуатацию. Данный курс служит необходимым этапом подготовки к такой деятельности. Задачами его изучения является следующее:
— Овладение общими инженерными методами расчета типовых гидро - и пневмосистем.
— Ознакомление с принципами устройства и работы основных типов гидро - и пневмосистем и оборудования, применяемого в автомобилях и автомобильном хозяйстве.
Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «Гидравлические и пневматические системы автомобилей и гаражного оборудования» тесно связана со многими естественными, общепрофессиональными и специальными дисциплинами учебного плана специальности: 190601 Автомобили и автомобильное хозяйство.
Изучение дисциплины основывается на знании высшей математики, физики, начертательной геометрии, теоретической и прикладной механики.
Знания, полученные студентами при освоении курса «Гидравлические и пневматические системы автомобилей и гаражного оборудования», используются ими при изучении таких специальных дисциплин как: «Техническая эксплуатация автомобилей», «Основы технологии производства и ремонт автомобилей», «Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования», «Автомобили».
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате изучения дисциплины студент должен обладать массивом знаний, которые формируются на нескольких уровнях.
Иметь представление:
— что такое гидро - и пнемоприводы, каковы их назначение и где они применяются;
— как устроены гидро - и пневмоприводы, в чём состоит их общее конструктивное решение и где они применяются в технике;
— представление об устройстве и действии основной гидравлической и пневматической аппаратуры, применяемой в автомобилестроении;
— как протекает рабочий процесс в гидро - и пневмоприводах, каковы его основные характеристики.
Знать:
— Назначение и области применения в технике гидравлических и пневматических приводов;
— Чем обусловлено широкое применение гидро - и пневмоприводов в различных областях автомобилестроения и в частности в автомобилях и гаражном оборудовании.
Уметь:
— выполнить самостоятельно полный расчет гидро - и пневмоприводов;
— применить методику расчета гидро - и пневмоприводов при неустановившимся движении.
Владеть:
— Методами оценки возможностей применения гидро - и пневмоприводов гидравлических и пневматических системах— Современным состоянием и перспективой развития гидро-пневмоприводов в технических системах автомобилестроения.
— Общими инженерными методами расчета и проектирования типовых систем гидро - и пневмоприводов.
— Структурным строением систем автоматизированного проектирования гидроприводо
Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры |
7 | 8 | |
105 | 105 | |
Аудиторные занятия (всего) | 54 | 54 |
В том числе: | ||
Лекции | 18 | 18 |
Практические занятия (ПЗ) | - | - |
Семинары (С) | - | - |
Лабораторные работы (ЛР) | 36 | 36 |
Самостоятельная работа (всего) | 51 | 51 |
В том числе: | ||
Курсовой проект (работа) | ||
Контрольная работа | ||
Другие виды самостоятельной работы | ||
Подготовка к лабораторным работам | ||
Вид промежуточной аттестации (зачет) | экзамен | экзамен |
Общая трудоемкость час зач. ед. | 105 | 105 |
3 | 3 |
Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
5.1.1 Введение.
Предмет и задачи изучения курса «Гидравлические и пневматические системы автомобилей и гаражного оборудования». Связь курса с общетеоретическими, общеинженерными и специальными дисциплинами.
Краткий очерк истории и развития гидромашиностроения. Применение гидромашин и гидропневмоприводов в современном автомобилестроении.
Гидропневмопривод — средство повышения качества и эффективности работы автомобилей и гаражного оборудования. Тенденция совершенствования гидропневмоприводов автомобилей и гаражного оборудования.
Раздел 1.Гидравлические объемные приводы (гидроприводы)
5.1.2 Общие сведения о гидроприводах
Определение гидропривода. Структура и функциональная схема. Принципиальные гидравлические схемы гидроприводов поступательного и вращательного действия в условных обозначениях. Классификации гидроприводов по виду движения исполнительного механизма, по методу управления, по виду циркуляции в системе гидропривода. Достоинства и недостатки гидроприводов.
5.1.3 Объемные насосы и двигатели
Определение, назначение и принципы действия объемных насосов. Номинальные и рабочие параметры насосов. Типы объемных насосов, насосы с регулируемой подачей. Комплектация насосных установок. Расчет рабочих параметров и выбор типоразмера насоса по каталогу.
Объемные гидродвигатели поступательного движения – гидроцилиндры поршневые и мембранные. Моментные гидродвигатели. Рабочие параметры гидроцилиндров.
Объемные гидродвигатели вращательного движения-гидромоторы. Типы гидромоторов, их рабочие параметры и технические характеристики.
5.1.4 Гидравлическая аппаратура управления
Распределительная гидроаппаратура. Крановые, клапанные и золотниковые распределители. Условные обозначения типоразмеров направляющих золотников. Дросселирующие золотниковые распределители. Управление золотниковыми гидрораспределителями. Расходная характеристика золотниковых гидрораспределителей. Обратные клапаны, гидрозамки гидрораспределителей и их назначение.
Регулирующая гидроаппаратура. Клапаны давления: предохранительные, редукционные и разности давления. Типовые схемы включения и исполнения клапанов. Клапаны прямого и непрямого действия.
Дроссели и регуляторы расхода. Типы дросселей. Формула расхода через дроссель. Схемы и принцип действия регулятора расхода. Синхронизаторы движения типа дроссельного порционера: схема устройства и принцип действия.
Мультипликаторы и трансформаторы давления. Гидропанели: назначения, типовые схемы применения. Гидроаппаратура следящих и программных гидроприводов.
Гидроусилители мощности. Гидроусилитель сопло-заслонка: гидравлическая схема и характеристика, коэффициент усиления по расходу. Гидроусилитель — струйная трубка: принцип действия и характеристики. Гидроусилитель — игольчатый дроссель: схема соединения с гидроцилиндром, коэффициент усиления по расходу. Гидроусилители золотникового типа — дросселирующие гидрораспределители. Усилители с однокромочным, двухкромочным и четырехкромочным золотником. Расчетная и мостовая схема включения золотника, гидравлическая характеристика. Коэффициенты усиления по скорости и нагрузке.
Гидроаппаратура с пропорциональным управлением распределителей, дросселей и клапанов: назначение, гидравлическая схема.
5.1.5 Вспомогательные устройства гидроприводов
Аккумуляторы: назначение, устройство, принцип действия и расчет пневматического аккумулятора. Гидравлические устройства для разгрузки насосов: назначение, схемы включения.
Устройства для очистки рабочей жидкости — фильтры. Фильтрующие материалы. Фильтры заливные, приемные (сетчатые), напорные, магнитные. Параметры фильтров.
Аппараты и приборы для контроля давления: реле давления, манометры и переключатели для них.
Уплотнения. Требования, предъявляемые к уплотнениям. Кольца резиновые, поршневые, шевронные резинотканевые, манжеты уплотнительные резиновые. Расчет сил трения в уплотнениях.
5.1.6 Регулирование гидроприводов
Дроссельное регулирование гидроприводов поступательного движения. Схемы включения дросселя в гидросистему на входе, на выходе и параллельно гидроцилиндру. Определение скорости перемещения поршня и давления в полостях гидроцилиндра. Жесткость передачи приложенного усилия. Методы стабилизации скорости.
Дроссельное регулирования гидроприводов вращательного движения: схемы включения дросселя в гидросистему; расчетные зависимости для определения частоты вращения гидромотора, крутящего момента, мощности и КПД.
Объемное (машинное) регулирование гидроприводов вращательного движения с регулируемыми насосом и гидромотором. Расчетные зависимости для определения частоты вращения, момента и мощности без учета потерь мощности. Параметр регулирования. Идеальная характеристика гидропривода. Поправки на КПД с учетом потерь мощности.
Объемное регулирование насосом в гидроприводах поступательного движения.
Сравнительная оценка качества дроссельного и объемного регулирования гидроприводов.
5.1.7 Гидравлические следящие приводы
Определение, назначение и структура гидравлических следящих приводов. Классификация следящих гидроприводов: 1) по характеру движения исполнительного механизма; 2) по числу управляемых координат перемещения рабочего органа; 3) по количеству расходов усиления; 4) по характеру сигналов управления; 5) по способу программного управления; 6) по способу регулирования скорости слежения; 7) по количеству замкнутых контуров управления; 8) по конструкции дросселирующего золотника.
Характеристики следящих гидроприводов. Электрогидравлический следящий привод: структура, функциональная блок-схема.
5.1.8 Основы проектирования и расчета гидроприводов
Основные этапы проектирования. Разработка принципиальной типовой схемы гидропривода и её анализ. Расчёт конструктивных параметров гидропривода и нагрузочной характеристики. Статический расчет следящего гидропривода поступательного действия с дросселирующим золотниковым распределителем. Построение статической характеристики. Проектный динамический расчет следящего гидропривода и оценка качества регулирования.
Раздел 2 Пневматические приводы – пневмоприводы
5.1.9 Общие сведения о пневмоприводах
Определение пневмопривода. Назначение и структура пневмопривода. Принцип действия. Простейшие схемы пневмоприводов поступательного и вращательного действия.
5.1.10 Пневматические двигатели
Поршневые и диафрагменные пневмодвигатели поступательного действия. Усилие, развиваемое пневмодвигателем. Пневматические двигатели вращательного действия и их рабочие параметры.
5.1.11 Пневматическая аппаратура.
Распределительная пневмоаппаратура: назначение и типы распределителей. Контрольно – регулирующая аппаратура. Типы пневмодросселей. Редукционные клапаны давления. Схемы включения клапанов.
Пневматические усилительные устройства. Усилители механического типа: рычажные, эксцентриковые, клиновые. Расчет усилия зажима и коэффициенты усиления.
Пневмогидравлический усилитель. Коэффициент усиления.
Демпфирующие (тормозные) устройства.
Фильтры, применяемые в пневмоприводах.
5.1.12 Расчет пневмоприводов поступательного действия
Расчет пневмопривода при установившемся движении. Массовый расход и скорость движения при политропном процессе с учетом гидравлического сопротивления. Надкритическая и подкритическая области истечения.
Общие замечания по расчету пневмопривода при неустановившемся движении. Три фазы процесса поступления сжатого воздуха в пневмоцилиндр и процесса движения.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||
4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
1. | Основы технологии производства и ремонт автомобилей | + | + | + | + | + |
2. | Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования | + | + | + | + | + |
Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекц. | Практ. занятия | Лаб зан. | СРС | Все-го час. |
Всего | 18 | 36 | 51 | 105 | ||
1. | Введение | 1 | 1 | |||
2. | Раздел 1.Гидравлические объемные приводы (гидроприводы) Общие сведения о гидроприводах | 1 | 2 | |||
3. | Объемные насосы и двигатели | 2 | 12 | 2 | ||
4. | Гидравлическая аппаратура управления | 2 | 12 | 2 | ||
5. | Вспомогательные устройства гидроприводов | 1 | 5 | |||
6. | Регулирование гидроприводов | 1 | 12 | 4 | ||
7. | Гидравлические следящие приводы | 2 | 4 | 4 | ||
8. | Основы проектирования и расчета гидроприводов | 2 | 8 | |||
9 | Раздел 2 Пневматические приводы – пневмоприводы Общие сведения о пневмоприводах | 1 | 4 | |||
10 | Пневматические двигатели | 1 | 6 | |||
11 | Пневматическая аппаратура. | 2 | 6 | |||
12 | Расчет пневмоприводов поступательного действия | 2 | 8 |
№ п/п | № раздела дисциплины | Наименование лабораторных занятий | Трудо-емкость (36 час.) |
1. | 5.1.3 | ПОЛУЧЕНИЕ РАБОЧЕЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШЕСТЕРЕНЧАТОГО НАСОСА | 6 |
2. | 5.1.4 | ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА РАСХОДА ЗОЛОТНИКОВОГО ГИДРОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ | 6 |
5.1.5 | ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДНОЙ (СТАТИЧЕСКОЙ) ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕГУЛЯТОРА ПОТОКА | 6 | |
5.1.6 | ИСПЫТАНИЕ ГИДРОПРИВОДА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ С ДРОССЕЛЬНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ | 6 | |
5.1.6 | ИСПЫТАНИЕ ГИДРОПРИВОДА ВРАЩАТЕЛЬНОГОДВИЖЕНИЯ С ОБЪЕМНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ | 6 | |
5.1.7 | ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЛИТЕРАЦИИ РАДИАЛЬНОГО ЗАЗОРА В ГИДРОЦИЛИНДРЕ | 6 |
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
Основная литература:
1. Башта, , гидравлические машины и гидроприводы: учебник для вузов. 2-е изд. перераб./ . - М.: Машиностроение, 1982.
2. Грянко, Л. П., Гидродинамические и гидрообъемные передачи в трансмиссиях транспортных средств: учебное пособие/ , . – СПб.: изд-во СПБГТУ 2000.
3. Денисов, В. А., Элементы и системы гидроавтоматики: учебное пособие/ , , – Л.: СЗПИ, 1928.
4. Погорелов, - и пневмопривод и автоматика: учебное пособие/ , . – Л.: изд-во СЗПИ, 1968.
Дополнительная литература:
1.Полубояринов, системы в станочном оборудовании. Гидравлика (краткий курс): учебное пособие/ . – Л.: СЗПИ, 1991.
2.Попов, : учебник для вузов/ , . – М.: изд-во МГТУ им. , 2000.
3.Свешников, гидроприводы: справочник/ , – М.: «Машиностроение». 2004.
4.Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам/ под общей редакцией докт. техн. наук . – Минск.: Высшая школа, 1985.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Выполнение лабораторных работ по проектированию проводятся в специализированной лаборатории 6103.
Для завершения выполнения работ и оформления отчетов используются компьютеры кафедрального вычислительного центра (аудитория -6502)
9. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Перед началом занятий проводится контроль знаний по темам предыдущих лекций. По результатам проверки знаний студент допускается или нет к выполнению лабораторной работы.
Разработчик:
Горный институт доцент кафедры АТПП
Эксперты:
____________________ ___________________ _________________________
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
____________________ ___________________ _________________________
(место работы) (занимаемая должность) (инициалы, фамилия)
